(57)【要約】【要  約】【課  題】  タンディッシュ内の溶鋼温度の変動を防止することによって、ブレークアウトの防止と生産性の向上を達成できる連続鋳造方法を提供する。【解決手段】  鍋蓋の載置が可能な取鍋からタンディッシュに溶鋼を供給し、さらにタンディッシュの底部に配設されたイマージョンノズルを介して鋳型に溶鋼を注入して連続鋳造を行なう連続鋳造方法において、第１チャージは鍋蓋を取鍋に載置せずに溶鋼をタンディッシュに供給し、次いで第２チャージ以降では連続鋳造に先立つ二次精錬終了時の溶鋼温度が目標温度範囲を超えたチャージについては鍋蓋を取鍋に載置せず、それ以外のチャージでは鍋蓋を取鍋に載置して溶鋼をタンディッシュに供給して連続鋳造を行なう。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍋蓋の載置が可能な取鍋からタンディッシュに溶鋼を供給し、さらに前記タンディッシュの底部に配設されたイマージョンノズルを介して鋳型に溶鋼を注入して連続鋳造を行なう連続鋳造方法において、連続鋳造の操業を開始した後の第１チャージ、連続鋳造の操業中にタンディッシュを交換した後の第１チャージ、または異鋼種連々鋳の操業中に溶鋼成分を変更した後の第１チャージは、鍋蓋を取鍋に載置せずに溶鋼をタンディッシュに供給し、次いで第２チャージ以降では、連続鋳造に先立つ二次精錬終了時の溶鋼温度が目標温度範囲を超えたチャージについては鍋蓋を取鍋に載置せず、それ以外のチャージでは鍋蓋を取鍋に載置して溶鋼をタンディッシュに供給して連続鋳造を行なうことを特徴とする連続鋳造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タンディッシュ内の溶鋼を鋳型に注入するイマージョンノズルの閉塞を防止して、連続鋳造を行なう方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図２は、連続鋳造の操業中に溶鋼を鋳型に注入するタンディッシュと、そのタンディッシュの溶鋼を供給する取鍋の要部を示す断面図である。
【０００３】
連続鋳造は、４つの側面で構成される鋳型１に上方から溶鋼２を注入して冷却（いわゆる１次冷却）し、鋳型１内で形成された凝固シェル３を下方へ引き抜くことによって、鋳片を連続的に製造する技術である。鋳型１の出側では凝固シェル３内に未凝固の溶鋼２が残存しているので、鋳型１から引き抜いた凝固シェル３に冷却水を吹き付けて冷却（いわゆる２次冷却）し、未凝固の溶鋼２を凝固させる。なお、凝固シェル３とその内部に残存する溶鋼２とを包含して鋳片と記す。
【０００４】
この溶鋼２は、転炉（図示せず）で脱炭精錬を施した後、取鍋４に収容して連続鋳造設備へ移送されたものである。溶鋼２は取鍋４からタンディッシュ５に供給された後、イマージョンノズル６を介して鋳型１に注入される。取鍋４内の溶鋼２を全てタンディッシュ５に供給した後、空になった取鍋４は新たな溶鋼２を移送するために転炉へ返送され、新たに溶鋼２を収容した取鍋４からタンディッシュ５に溶鋼２が供給される。このようにして溶鋼２は、取鍋４からタンディッシュ５に断続的に供給される。
【０００５】
取鍋４から供給される溶鋼２が一時的に停止する間も、タンディッシュ５内には溶鋼２が貯留されているので、イマージョンノズル６を介して鋳型１に溶鋼２を連続的に注入できる。
【０００６】
なお、溶鋼２を取鍋４からタンディッシュ５に供給する１回分を、通常、１チャージと呼ぶ。
【０００７】
取鍋４からタンディッシュ５に溶鋼２を供給する間、溶鋼２の温度低下を防止するために、取鍋４に鍋蓋７を載置して取鍋４内を保温する。
【０００８】
一方、下記の (a),(b)の状態では、タンディッシュ５のみならずイマージョンノズル６は室温程度に冷却されている。また (c)の状態では、タンディッシュ５内の溶鋼２を全て鋳型１に注入して、タンディッシュ５を空にした後、成分の異なる溶鋼２を取鍋４からタンディッシュ５に供給するので、タンディッシュ５が空になる間に、タンディッシュ５とイマージョンノズル６の温度は低下する。
(a) 連続鋳造の操業を開始するとき
(b) 連続運転の操業中にタンディッシュを交換するとき
(c) 異鋼種連々鋳の操業中に溶鋼成分を変更するとき
これらの (a)〜(c) の状態からタンディッシュ５に溶鋼２を供給する１回目のチャージ（以下、第１チャージという）では、鋳型１に溶鋼２を注入するにあたって、イマージョンノズル６内で溶鋼２が凝固し、イマージョンノズル６が閉塞する恐れがある。
【０００９】
そこで (a)〜(c) の後の第１チャージは、転炉で脱炭精錬を行なって取鍋４に出鋼した後、アルゴンバブリングやＲＨ脱ガス処理あるいはＶＯＤ処理などのいわゆる二次精錬を経て溶鋼２の温度を目標温度範囲より20℃程度高い温度の状態で連続鋳造設備へ移送する。なお、溶鋼温度の目標温度範囲とは、定常状態（すなわちタンディッシュ５やイマージョンノズル６が昇温された状態）における取鍋内の溶鋼の目標温度の範囲を指す。
【００１０】
したがって第１チャージでは、タンディッシュ５やイマージョンノズル６は低温であるが、溶鋼温度が目標温度範囲より高い溶鋼２を、取鍋４からタンディッシュ５に供給し、さらにイマージョンノズル６を介して鋳型１に注入することになるので、イマージョンノズル６の閉塞は防止できる。
【００１１】
このようにして第１チャージの溶鋼２を鋳型１に注入することによってタンディッシュ５やイマージョンノズル６は昇温されるので、２回目のチャージ（以下、第２チャージという）以降は、二次精錬終了後の溶鋼温度を目標温度範囲内にあるようにし、連続鋳造設備へ移送する。
【００１２】
従来の連続鋳造の操業では、既に説明した通り、取鍋４内の溶鋼２の温度低下を防止するために、取鍋４に鍋蓋７を載置する。鍋蓋７は、第１チャージのみならず第２チャージ以降も取鍋４に載置される。したがって取鍋４内の溶鋼２の温度は、図３に示すように推移する。
【００１３】
つまり第１チャージは、二次精錬終了の際の取鍋内溶鋼温度が目標温度範囲より高い。しかも取鍋４からタンディッシュ５に溶鋼２を供給する間は鍋蓋７を装着して、取鍋４内の溶鋼２の温度を一定に維持する。通常の操業では第２チャージ以降は、二次精錬終了の際の溶鋼温度を目標温度範囲内とするべく操業するので、取鍋４内の溶鋼２の温度は第１チャージより低くなる。しかも第２チャージ以降も取鍋４に鍋蓋７を載置して、取鍋４内の溶鋼２の温度を一定に維持する。
【００１４】
その結果、取鍋４内の溶鋼２の温度は、図３に示すように、第１チャージから第２チャージに移行するときに階段状に変化し、その後、一定の温度（すなわち溶鋼温度の目標値）に保持される。
【００１５】
このように推移する取鍋４内の溶鋼２の温度に対して、タンディッシュ５内の溶鋼２の温度は図４に示すように推移する。
【００１６】
つまり第１チャージの取鍋４から溶鋼２の供給を開始し、タンディッシュ５内の溶鋼２の貯留量が少ない間は、タンディッシュ５によって溶鋼２は冷却される。さらに第１チャージの溶鋼２の供給を継続して、タンディッシュ５内の溶鋼２の貯留量が増加するにつれてタンディッシュ５が昇温され、溶鋼２の温度も上昇する。ところが第２チャージの溶鋼２の供給を開始すると、タンディッシュ５内の溶鋼２の温度は低下する。その理由は、第２チャージの溶鋼２の温度が通常の操業では目標温度範囲内にあり、第１チャージより低いからである。その間、タンディッシュ５内の溶鋼２は、常時、イマージョンノズル６を介して鋳型１に注入（すなわちタンディッシュ５から排出）され、その一方で、第２チャージの供給が終了すると第３チャージの溶鋼２が供給される。
【００１７】
第３チャージ以降も、第２チャージと同様に、通常の操業では二次精錬終了の際の溶鋼温度を目標温度範囲に一致させるので、タンディッシュ５内の溶鋼２の温度は、一定の温度に収斂する。
【００１８】
その結果、タンディッシュ５内の溶鋼２の温度は、図４に示すように、第１チャージから第２チャージに移行するときに最も高くなり、一定の温度に収斂した後は、その温度に保持される。
【００１９】
鍋蓋７は必要に応じて取鍋４に載置されるものであり、溶鋼２をタンディッシュ５に供給する間は取鍋４内を保温するために載置するが、取鍋４を移送するときは取り外す。つまり鍋蓋７は、取鍋４に載置および取り外し（以下、着脱という）が可能な状態で設置される。特許文献１および特許文献２には、取鍋４の鍋蓋７を着脱する技術が開示されている。しかしこれら技術は、いずれも鍋蓋７の着脱を的確に行なうための技術であり、連続鋳造の操業における一連の作業の中で、鍋蓋７を装着する期間あるいは取り外す期間を検討したものではない。
【００２０】
以上に説明した通り、従来の連続鋳造の操業では、全てのチャージで取鍋４に鍋蓋７が装着されるので、第１チャージから第２チャージに移行するときにタンディッシュ５内の溶鋼２の温度が最も高くなる。このとき溶鋼２の温度が過剰に上昇すると、鋳型１内で十分に冷却されず、凝固シェル３の成長が阻害される。その結果、鋳片のブレークアウトが発生する危険性が増大するので、第１チャージと第２チャージは鋳片の引き抜き速度を減速せざるを得なくなり、生産性の低下を招く。
【００２１】
また二次精錬の際に何らかのトラブルが生じて、第２チャージ以降のいずれかのチャージの溶鋼温度が目標温度範囲よりも高いまま二次精錬を終了した場合も、そのチャージを連続鋳造した際に上記と同様のトラブルが発生するおそれがある。
【特許文献１】特開平11-47916号公報
【特許文献２】特開平8-197233号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は上記のような問題を解消し、タンディッシュ内の溶鋼温度の変動を抑制することによって、ブレークアウトの抑制と生産性の向上を達成できる連続鋳造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明は、鍋蓋の載置が可能な取鍋からタンディッシュに溶鋼を供給し、さらにタンディッシュの底部に配設されたイマージョンノズルを介して鋳型に溶鋼を注入して連続鋳造を行なう連続鋳造方法において、連続鋳造の操業を開始した後の第１チャージ、連続鋳造の操業中にタンディッシュを交換した後の第１チャージ、または異鋼種連々鋳の操業中に溶鋼成分を変更した後の第１チャージは、鍋蓋を取鍋に載置せずに溶鋼をタンディッシュに供給し、次いで第２チャージ以降では、連続鋳造に先立つ二次精錬終了時の溶鋼温度が目標温度範囲を超えたチャージについては鍋蓋を取鍋に載置せず、それ以外のチャージでは鍋蓋を取鍋に載置して溶鋼をタンディッシュに供給して連続鋳造を行なう連続鋳造方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、下記の (A)〜(C) に挙げる３条件の第１チャージの溶鋼温度が、第２チャージ以降に比べて高温であることに起因して発生するタンディッシュ内の溶鋼温度の変動を防止できる。
(A) 連続鋳造の操業を開始した後の第１チャージ
(B) 連続運転の操業中にタンディッシュを交換した後の第１チャージ
(C) 異鋼種連々鋳の操業中に溶鋼成分を変更した後の第１チャージ
また第２チャージ以降でも二次精錬終了後の取鍋内溶鋼温度が何らかの理由で目標温度範囲よりも高いこととなった場合でも、タンディッシュ内の溶鋼温度の変動をも防止できる。
【００２５】
その結果、いずれも第１チャージ以降のタンディッシュ内の溶鋼温度を安定させることができるので、鋳片のブレークアウトを抑制するとともに、生産性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
本発明では、図１に示すように、 (A)〜(D) のチャージを取鍋４からタンディッシュ５に供給する際に、鍋蓋７を取鍋４に装着しない。
(A) 連続鋳造の操業を開始した後の第１チャージ
(B) 連続運転の操業中にタンディッシュを交換した後の第１チャージ
(C) 異鋼種連々鋳の操業中に溶鋼成分を変更した後の第１チャージ
(D) 第２チャージ以降のチャージであって二次精錬終了時の溶鋼温度が目標温度範囲を超えたチャージ
その理由を以下に説明する。
【００２７】
上記の (A)〜(C) の第１チャージでは、転炉で脱炭精錬を行なって取鍋に出鋼した溶鋼を二次精錬し、従来と同様に溶鋼２の温度を目標温度範囲より20℃程度高い状態で連続鋳造設備へ移送する。したがって第１チャージでは、タンディッシュ５やイマージョンノズル６は低温であるが、目標値より高温の溶鋼２を取鍋４からタンディッシュ５に供給し、さらにイマージョンノズル６を介して鋳型１に注入することになるので、溶鋼２はイマージョンノズル６内で凝固し難くなり、イマージョンノズル６の閉塞を防止できる。
【００２８】
本発明では、 (A)〜(C) の第１チャージを取鍋４からタンディッシュ５に供給する際には、鍋蓋７を取鍋４に載置しないので、取鍋４内の溶鋼２の温度は、時間の経過とともに低下していく。
【００２９】
一方、タンディッシュ５やイマージョンノズル６は、第１チャージの溶鋼２を鋳型１に注入することによって昇温される。
【００３０】
そこで、第２チャージ以降は、二次精錬終了時の取鍋内溶鋼温度を目標温度範囲に入るように転炉および二次精錬の操業を行なう。しかも第２チャージ以降では、二次精錬終了時の取鍋内溶綱温度が目標温度範囲内にあるチャージ（正常チャージ）の取鍋４内の溶鋼２の温度低下を防止するために、取鍋４に鍋蓋７を載置するが、何らかの理由で二次精錬終了時の取鍋内溶鋼温度が目標温度範囲よりも高くならざるを得なかったチャージ（異常チャージ）では鍋蓋を載置しない。
【００３１】
したがって本発明を適用した連続鋳造では、取鍋４内の溶鋼２の温度は、図５に示すように推移する。
【００３２】
つまり第１チャージは、二次精錬終了時の溶鋼温度が目標温度範囲より高いので、取鍋４からタンディッシュ５へ溶鋼２の供給を開始した直後は、取鍋４内の溶鋼温度は高くなる。しかし鍋蓋７を載置しないので、取鍋４内の溶鋼温度は時間の経過にともなって低下する。第２チャージ以降は、正常チャージでは二次精錬終了時の溶鋼温度が目標温度範囲にあり、かつ取鍋４に鍋蓋７を載置するので、一定の温度（すなわち溶鋼温度の目標値）に保持される。
【００３３】
図５のように推移する取鍋４内の溶鋼２の温度に対して、タンディッシュ５内の溶鋼２の温度は図６に示すように推移する。
【００３４】
つまり第１チャージの取鍋４から溶鋼２の供給を開始し、タンディッシュ５内の溶鋼２の貯留量が少ない間は、タンディッシュ５によって溶鋼２は冷却される。その後、第１チャージの溶鋼２の供給を継続して、タンディッシュ５内の溶鋼２の貯留量が増加するにつれてタンディッシュ５が昇温されるが、供給される溶鋼２の温度が徐々に低下するので、タンディッシュ５内の溶鋼２の温度も時間の経過とともに低下していく。ただし、タンディッシュ５内の第１チャージの溶鋼２の最高温度と最低温度の温度差は、取鍋４内の溶鋼２の温度差に比べて、著しく減少する。
【００３５】
次いで図２に示すように、鍋蓋７を取鍋４に載置して第２チャージの溶鋼２の供給を開始すると、タンディッシュ５内の溶鋼２の温度は、さらに低下する。その理由は、第２チャージが正常チャージの場合は溶鋼２の温度が目標温度範囲内にあり、第１チャージより低温であるからである。その間、タンディッシュ５内の溶鋼２は、常時、イマージョンノズル６を介して鋳型１に注入される。このようにして第１チャージの溶鋼２がタンディッシュ５から排出され、第２チャージの溶鋼２のみがタンディッシュ５内に貯留されると、タンディッシュ５内の溶鋼２は一定の温度に収斂する。
【００３６】
第３チャージ以降は、第２チャージと同様に、正常チャージでは、二次精錬を終了する際の取鍋内溶鋼温度が目標温度範囲内であるので、タンディッシュ５内の溶鋼２の温度は、一定の温度に保持される。
【００３７】
その結果、タンディッシュ５内の溶鋼２の温度は、図６に示すように、第１チャージの供給開始から第２チャージの途中まで、時間の経過にともなって低下していき、その後、一定の温度に収斂する。したがってタンディッシュ５内の溶鋼２の温度が過剰に上昇するのを防止し、ブレークアウトを抑制することが可能となる。
【００３８】
以上に説明した通り、本発明では (A)〜(C) の第１チャージでは、二次精錬終了時の取鍋内溶鋼２の温度を目標温度範囲より高い状態で連続鋳造設備へ移送することによって、イマージョンノズル６の閉塞を防止できる。しかも第１チャージでは、取鍋４に鍋蓋７を装着せずタンディッシュ５に溶鋼２を供給することによって、ブレークアウトを抑制できるので、鋳片の引き抜き速度を減速する必要はない。
【００３９】
つまり第１チャージでは取鍋４内の溶鋼２の温度が高温であるが、本発明を適用することによって、タンディッシュ５内の溶鋼２の温度は第１チャージから安定して推移する。その結果、第１チャージから第２チャージの間でタンディッシュ５内の溶鋼２が過剰に昇温された場合に発生するブレークアウトを抑制できる。したがって、第１チャージから安定した連続鋳造を行なうことが可能となるばかりでなく、生産性の向上を達成できる。
【００４０】
また、図示は省略するが、第２チャージ以降のチャージで、何らかの理由で二次精錬終了時の取鍋内溶鋼温度が目標温度範囲よりも高いこととなったとき（すなわち異常チャージであるとき）、当該チャージの連続鋳造開始時の取鍋内溶鋼温度は正常チャージのそれよりも高いこととなる。しかし本発明では、このような異常チャージでは取鍋に鍋蓋を載置しないので、取鍋内の溶鋼温度は図５の第１チャージと同様に低下していく。
【００４１】
一方、タンディッシュには前チャージの溶鋼が残存しているうちに当該異常チャージの溶鋼を取鍋からタンディッシュに注入していくので、異常チャージの溶鋼は前チャージの溶鋼に希釈されるのでタンディッシュ内溶鋼の温度は顕著に上昇しない上に、当該チャージの取鍋内溶鋼温度は、上述のように放熱によって速やかに低下していくので、結局、タンディッシュ内溶鋼温度は連続鋳造操業に悪影響を与えるほどの上昇にはならない。
【実施例】
【００４２】
連続鋳造設備の補修工事が終了した後、連続鋳造の操業を再開し、１ケ月継続して操業した。その期間中に、連続鋳造の操業開始（上記の (A)に相当）が１回に加えて、タンディッシュの交換（上記の (B)に相当）が１回，異鋼種連々鋳の鋼種の変更（上記の (C)に相当）が40回発生した。それらの後の第１チャージは、転炉で脱炭精錬を行なった後、取鍋に出鋼し、ＲＨ脱ガス処理を経て、取鍋内溶鋼の温度を目標温度範囲より20℃高い状態とし、取鍋からタンディッシュに溶鋼を供給する際には鍋蓋を取鍋に載置しなかった。第２チャージ以降は、ＲＨ脱ガス処理終了時の取鍋内溶鋼温度を目標温度範囲として、連続鋳造設備へ移送した。取鍋からタンディッシュに溶鋼を供給する際には鍋蓋を取鍋に載置した。これを発明例とする。
【００４３】
発明例について、鋳込み開始温度指数と鋳造遅延指数との関係を調査した。なお、鋳込み開始温度指数は、最終精錬終了温度を過去の操業から解析して得られた最終精錬終了目標温度との差で算出される値であり、鋳造遅延指数は、（実績鋳造時間−予定鋳造時間）で算出される値である。ここに、予定鋳造時間とは、最も効率の良い場合の鋳造時間を表わし、たとえばヒートサイズ（単位：トン）／最大鋳造速度（単位：トン／分）で表わされる。
【００４４】
一方、従来の操業実績から、補修工事が終了して連続鋳造の操業を再開した後の３ケ月の操業データを解析した。その期間中に、連続鋳造の操業開始（上記の (A)に相当）が１回に加えて、タンディッシュの交換（上記の (B)に相当）が１回，異鋼種連々鋳の鋼種の変更（上記の (C)に相当）が92回発生していた。それらの後の第１チャージは、転炉で脱炭精錬を行なった後、取鍋に出鋼し、ＲＨ脱ガス処理終了後の取鍋内溶鋼の温度を目標温度範囲より20℃高くして連続鋳造設備へ移送した。取鍋からタンディッシュに溶鋼を供給する際には鍋蓋を取鍋に装着した。第２チャージ以降は、ＲＨ脱ガス処理終了時の溶鋼温度を目標温度範囲とし、取鍋からタンディッシュに溶鋼を供給する際には鍋蓋を取鍋に装着した。これを従来例とする。
【００４５】
従来例についても、発明例と同様に、鋳込み開始温度指数と鋳造遅延指数との関係を調査した。
【００４６】
その結果は図７に示す通りである。図７から明らかなように、発明例は、鋳込み開始温度指数に関わらず、鋳造遅延指数が４以下であった。従来例の鋳造遅延指数は10以下であり、発明例より大幅に上昇していた。したがって、本発明を適用することによって、連続鋳造の生産性を向上できることが確かめられた。このことは、発明例では鋳片のブレークアウトを抑制できるので、引き抜き速度を減速する必要がなく、かつ安定した操業を維持できることを示している。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明を適用した第１チャージの鋳型とタンディッシュと取鍋の配置の例を模式的に示す断面図である。
【図２】従来の鋳型とタンディッシュと取鍋の配置の例を模式的に示す断面図である。
【図３】従来の方法で連続鋳造を行なう場合の取鍋内の溶鋼温度の推移を模式的に示すグラフである。
【図４】従来の方法で連続鋳造を行なう場合のタンディッシュ内の溶鋼温度の推移を模式的に示すグラフである。
【図５】本発明を適用して連続鋳造を行なう場合の取鍋内の溶鋼温度の推移を模式的に示すグラフである。
【図６】本発明を適用して連続鋳造を行なう場合のタンディッシュ内の溶鋼温度の推移を模式的に示すグラフである。
【図７】鋳込み開始温度指数と鋳造遅延指数との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１  鋳型
２  溶鋼
３  凝固シェル
４  取鍋
５  タンディッシュ
６  イマージョンノズル
７  鍋蓋
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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